电弧焊工艺基础知识.ppt

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1、电弧焊工艺基础知识电弧焊工艺基础知识电弧焊焊接材料电弧焊焊接材料电弧焊接的冶金过程电弧焊接的冶金过程焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接的应力与变形焊接的应力与变形焊接变形的防止与矫正焊接变形的防止与矫正焊接检验焊接检验金属的焊接性金属的焊接性电弧焊焊接材料电弧焊焊接材料 不同的焊接方法，其焊接材料是不同不同的焊接方法，其焊接材料是不同的。手工电弧焊的焊接材料是电焊条。的。手工电弧焊的焊接材料是电焊条。埋弧自动焊的焊接材料是焊丝和焊剂。埋弧自动焊的焊接材料是焊丝和焊剂。1 1、手工焊焊接材料：、手工焊焊接材料：1 1）电焊条的组成与作用电焊条的组成与作用 2 2）焊条的选择焊条的选择

2、电焊规范选择电焊规范选择 （1 1）焊芯：）焊芯：是焊条中被药皮包覆的金属芯。手工焊时，是焊条中被药皮包覆的金属芯。手工焊时，焊芯既是电极，又是填充金属。焊芯材料是经过特殊焊芯既是电极，又是填充金属。焊芯材料是经过特殊冶炼，有专门牌号的材料。冶炼，有专门牌号的材料。如结构钢焊芯的牌号为如结构钢焊芯的牌号为H08AH08A。HH焊接用钢丝，后面两位数字，含焊接用钢丝，后面两位数字，含C C万分之一，万分之一，A A：高级优质钢：高级优质钢 E E：特级优质钢：特级优质钢（2 2）药皮：）药皮：是压涂在焊芯表面上的涂料层。是压涂在焊芯表面上的涂料层。由多种矿石、铁合金、纤维素以及粘结剂组由多种矿石

3、、铁合金、纤维素以及粘结剂组成，药皮的种类、名称及作用详见下表成，药皮的种类、名称及作用详见下表2 2）焊条的种类：按国家标准、将焊条按用途）焊条的种类：按国家标准、将焊条按用途划分为划分为十大类十大类。详见下表。详见下表3 3）焊条的型号和牌号）焊条的型号和牌号型号型号国家通用标准国家通用标准型号型号 EE EElectrode EElectrode电焊条电焊条 熔敷金属的熔敷金属的最小抗拉强度最小抗拉强度（MPaMPa）焊接位置（焊接位置（0 0、1 1全位置，全位置，2 2平，平，4 4向下立焊）向下立焊）电流种类、药皮类型（电流种类、药皮类型（0303钛钙型药皮，钛钙型药皮，交流或直流

4、正、反接）交流或直流正、反接）牌号牌号我国行业标准我国行业标准 JxxxJJxxxJ（结构钢）（结构钢）AxxxAAxxxA（奥氏体钢）（奥氏体钢）ZxxxZZxxxZ（铸铁）（铸铁）4）焊条的酸、碱性）焊条的酸、碱性 焊条按其药皮的性质分为酸性焊条、碱性焊焊条按其药皮的性质分为酸性焊条、碱性焊条。药皮中含有多量酸性氧化物的焊条为酸性条。药皮中含有多量酸性氧化物的焊条为酸性焊条焊条,药皮中含有多量碱性氧化物的焊条为碱性药皮中含有多量碱性氧化物的焊条为碱性焊条。焊条。（1 1）酸性焊条酸性焊条适合于焊接一般的结构钢，工适合于焊接一般的结构钢，工艺性能好、机械性能差。（艺性能好、机械性能差。（交、

5、直流交、直流）（2 2）碱性焊条碱性焊条焊成的焊缝金属中有害元素焊成的焊缝金属中有害元素（如（如S S、P P）含量低，抗裂性好、强度高。适合含量低，抗裂性好、强度高。适合于焊重要的结构钢与合金钢。但工艺性能差、于焊重要的结构钢与合金钢。但工艺性能差、抗气孔的能力差。因此，采用碱性焊条时，必抗气孔的能力差。因此，采用碱性焊条时，必须将焊件在焊缝处的油污、铁锈清除干净，并须将焊件在焊缝处的油污、铁锈清除干净，并烘干焊条去除水分。（烘干焊条去除水分。（直流直流）注注 焊条牌号应符合相应的焊条型号焊条牌号应符合相应的焊条型号 如：如：J422J422 符合符合E4303E4303 J507J507符

6、合符合E5015E50155 5）焊条的选择原则）焊条的选择原则（1 1）考虑母材的力学性能和化学成分）考虑母材的力学性能和化学成分 焊接焊接低碳钢和低合金结构钢低碳钢和低合金结构钢时，应根时，应根据焊接件的抗拉强度选择相应强度等级据焊接件的抗拉强度选择相应强度等级的焊条，即的焊条，即等强度等强度原则；焊接原则；焊接耐热钢、耐热钢、不锈钢不锈钢等材料时，则应选择与焊接件化等材料时，则应选择与焊接件化学成分相同或相近的焊条，即学成分相同或相近的焊条，即等成分等成分原原则。则。（2 2）考虑结构的使用条件和特点）考虑结构的使用条件和特点 对于承受动载荷或冲击载荷的焊接对于承受动载荷或冲击载荷的焊接

7、件或结构复杂、大厚度的焊接件，为保件或结构复杂、大厚度的焊接件，为保证焊缝具有较高的塑性和韧度，应选择证焊缝具有较高的塑性和韧度，应选择碱性焊条碱性焊条。（3 3）考虑焊条的工艺性）考虑焊条的工艺性 对于焊前清理困难，且容易产生气孔对于焊前清理困难，且容易产生气孔的焊接件，应当选择的焊接件，应当选择酸性焊条酸性焊条；如果母；如果母材中含碳、硫、磷量较高，则应选择抗材中含碳、硫、磷量较高，则应选择抗裂性较好的裂性较好的碱性焊条碱性焊条。（4 4）考虑焊接设备条件）考虑焊接设备条件 如果没有直流焊机，则只能选择交直如果没有直流焊机，则只能选择交直流两用的焊条。流两用的焊条。在确定了焊条牌号后，还应

8、根据焊接在确定了焊条牌号后，还应根据焊接件厚度、焊接位置等条件选择焊条直径。件厚度、焊接位置等条件选择焊条直径。一般是焊接件一般是焊接件愈厚愈厚，焊条直径应，焊条直径应愈大愈大。2 2、埋弧焊焊接材料、埋弧焊焊接材料 （1 1）焊丝）焊丝：除作为：除作为电极和填充金属电极和填充金属外，外，还有还有渗合金、脱氧、去硫渗合金、脱氧、去硫等冶金作用。等冶金作用。（2 2）焊剂）焊剂：呈现玻璃状颗粒，主要起：呈现玻璃状颗粒，主要起保护作用保护作用；还有渗合金、脱氧、去硫；还有渗合金、脱氧、去硫等冶金作用。等冶金作用。埋弧焊焊剂有埋弧焊焊剂有熔炼焊剂熔炼焊剂和和非熔炼焊剂非熔炼焊剂两大类。两大类。熔炼焊

9、剂主要起保护作用，非熔炼焊熔炼焊剂主要起保护作用，非熔炼焊剂除了保护作用外，还可以起剂除了保护作用外，还可以起脱氧、去硫、脱氧、去硫、渗合金渗合金等冶金处理作用。等冶金处理作用。我国目前使用的绝大多数焊剂是我国目前使用的绝大多数焊剂是熔炼熔炼焊剂焊剂。焊剂牌号为焊剂牌号为“焊剂焊剂”或大写拼音或大写拼音“HJ”HJ”和三个数字表示，如和三个数字表示，如“焊剂焊剂430”430”或或“HJ430HJ430”。埋弧焊的焊丝是直径埋弧焊的焊丝是直径1.61.66mm6mm的实的实芯焊丝，起电极和填充金属以及芯焊丝，起电极和填充金属以及脱脱氧、去硫、渗合金氧、去硫、渗合金等冶金处理作用。等冶金处理作用

10、。其牌号与焊条焊芯同属一个国家其牌号与焊条焊芯同属一个国家标准标准(GB1300)(GB1300)。为了获得高质量的埋弧焊焊缝，为了获得高质量的埋弧焊焊缝，必须正确选配焊丝和焊剂。必须正确选配焊丝和焊剂。电弧焊接的冶金过程电弧焊接的冶金过程一、焊缝金属氧化一、焊缝金属氧化 在焊接冶金反应中，金属与氧的作在焊接冶金反应中，金属与氧的作用对焊接影响最大。焊接时，由于电弧用对焊接影响最大。焊接时，由于电弧高温作用，氧气分解为氧原子，氧原子高温作用，氧气分解为氧原子，氧原子和多种金属发生氧化反应，如：和多种金属发生氧化反应，如：Fe OFeO Mn OMnO Si 2OSiO2 2Al 3OAl2O3

11、 在焊接过程中，将一定量的脱氧剂，如在焊接过程中，将一定量的脱氧剂，如 TiTi、SiSi、MnMn等加在焊丝或药皮中，等加在焊丝或药皮中，进行进行脱氧脱氧使其使其生成的氧化物不溶于金属液而成渣生成的氧化物不溶于金属液而成渣浮出浮出，提，提高焊缝质量。高焊缝质量。二、氢的影响二、氢的影响 在焊接冶金反应过程中，氢易在焊缝在焊接冶金反应过程中，氢易在焊缝中造成中造成气孔气孔。另外。另外,固态焊缝中多余的氢固态焊缝中多余的氢也会在焊缝中的微缺陷处集中形成也会在焊缝中的微缺陷处集中形成氢分子氢分子，这种氢的聚集往往在微小空间内形成局部这种氢的聚集往往在微小空间内形成局部的极大压力，使焊缝变脆（氢脆）

12、。的极大压力，使焊缝变脆（氢脆）。三、氮的影响三、氮的影响 氮在液态金属中也会形成氮在液态金属中也会形成脆性氮化物脆性氮化物，其中一部分以片状夹杂物的形式残留于焊其中一部分以片状夹杂物的形式残留于焊缝中，另一部分则使钢的固溶体中含氮量缝中，另一部分则使钢的固溶体中含氮量大大增加，使焊缝严重大大增加，使焊缝严重脆化脆化。四、焊缝的冶金特点四、焊缝的冶金特点 焊缝的形成，实质是一次金属焊缝的形成，实质是一次金属再熔炼再熔炼的的过程，它与炼钢和铸造冶金过程比较，有过程，它与炼钢和铸造冶金过程比较，有以下特点：以下特点：1 1、金属熔池体积很小金属熔池体积很小，熔池处于液态的时，熔池处于液态的时间很短

13、（间很短（10s10s左右），各种冶金反应进行左右），各种冶金反应进行得不充分（如冶金反应产生的气体来不及得不充分（如冶金反应产生的气体来不及析出）。析出）。2 2、熔池温度高熔池温度高，使金属元素产生强烈的，使金属元素产生强烈的烧烧损损和蒸发。同时，熔池周围又被冷的金属和蒸发。同时，熔池周围又被冷的金属包围，使焊缝处产生包围，使焊缝处产生应力和变形应力和变形，严重时，严重时甚至会开裂。甚至会开裂。五、保证焊缝质量采取的工艺措施五、保证焊缝质量采取的工艺措施 1 1、减少有害元素进入熔池、减少有害元素进入熔池 主要措施是主要措施是机械保护机械保护，如气体保护焊中，如气体保护焊中的的保护气体保护

14、气体、埋弧焊焊剂所形成的、埋弧焊焊剂所形成的熔渣熔渣及及焊条药皮产生的焊条药皮产生的气体和熔渣气体和熔渣等，使电弧空等，使电弧空间的熔滴和熔池与空气隔绝，防止空气进间的熔滴和熔池与空气隔绝，防止空气进入。此外，还应清理坡口及两侧的锈、水、入。此外，还应清理坡口及两侧的锈、水、油污；烘干焊条，去除水分等。油污；烘干焊条，去除水分等。2 2、清除进人熔池中的有害元素，增添合金、清除进人熔池中的有害元素，增添合金元素元素主要通过焊接材料中的主要通过焊接材料中的铁合金铁合金等，进等，进行脱氧、脱硫、脱磷、去氢和渗合金，从行脱氧、脱硫、脱磷、去氢和渗合金，从而保护和调整焊缝的化学成分。而保护和调整焊缝的

15、化学成分。焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能1 1、焊接接头的组成：、焊接接头的组成：分为分为焊缝区焊缝区与与热影响区热影响区。2 2、焊缝区：、焊缝区：是由熔池内的液态金属凝固而成的。是由熔池内的液态金属凝固而成的。它属于它属于铸造组织铸造组织，晶粒呈垂直于熔池底壁，晶粒呈垂直于熔池底壁的的柱状晶柱状晶。硫、磷等低熔点杂质容易在焊。硫、磷等低熔点杂质容易在焊缝中心形成缝中心形成偏析偏析，使焊缝塑性降低，易产，使焊缝塑性降低，易产生热裂纹。由于按等强度原则选用焊条，生热裂纹。由于按等强度原则选用焊条，通过渗合金实现合金强化，因此，焊缝的通过渗合金实现合金强化，因此，焊缝的强度一般不低于母

16、材。强度一般不低于母材。3 3、热影响区：、热影响区：母材因受热的影响而发生母材因受热的影响而发生金相组织金相组织和和力学力学性能性能变化的区域，称为热影响区。变化的区域，称为热影响区。它包括：熔合区、过热区、正火区、部分它包括：熔合区、过热区、正火区、部分相变区。不同的区域有不同的组织，不同的性相变区。不同的区域有不同的组织，不同的性能。能。如图所示如图所示 热影响区的大小和组织性能变化的程热影响区的大小和组织性能变化的程度取决于度取决于焊接方法、焊接规范焊接方法、焊接规范和和接头形式接头形式等因素。等因素。在热源热量集中、焊接速度快时，热在热源热量集中、焊接速度快时，热影响区就小。如影响区

17、就小。如电子束焊电子束焊的热影响区最小的热影响区最小总宽度一般小于总宽度一般小于1 1mmmm。气焊气焊的热影响区总的热影响区总宽度一般达到宽度一般达到2727mmmm。焊接的应力与变形焊接的应力与变形1 1、产生的原因：焊接对焊缝区、产生的原因：焊接对焊缝区不均匀的加热和不均匀的加热和冷却冷却是产生焊接应力和变形的根本原因。是产生焊接应力和变形的根本原因。以平板对接为例分析焊前与焊后的应力状况。以平板对接为例分析焊前与焊后的应力状况。低碳钢平板对接焊时应力和变形的形成低碳钢平板对接焊时应力和变形的形成 （a a）焊接中）焊接中 （b b）冷却后）冷却后 平板对焊后的应力：平板对焊后的应力：焊

18、缝区产生焊缝区产生拉应力拉应力，两侧产生，两侧产生压应力压应力，平板整体缩短了平板整体缩短了ll。这种室温下保留在结构中的焊接应力这种室温下保留在结构中的焊接应力和变形，称为焊接和变形，称为焊接残余应力残余应力和和变形变形。l拘束很大（刚性夹持拘束很大（刚性夹持大平板对接）大平板对接）有有残余应力，残余应力，无残余变形无残余变形l拘束较小（小板对接焊）拘束较小（小板对接焊）既有残余应力，既有残余应力，又有残余变形又有残余变形2 2、变形的种类：、变形的种类：）收缩变形收缩变形 ）角变形角变形 ）弯曲变形弯曲变形 ）扭曲变形扭曲变形 ）波浪形变形波浪形变形纵向和横向纵向和横向收缩变形收缩变形纵、

19、横向尺寸缩小纵、横向尺寸缩小角变形角变形VV形坡口对接焊时，因焊缝截面形坡口对接焊时，因焊缝截面 形状上、形状上、下不对称，焊后横向收缩下不对称，焊后横向收缩 不均匀而引起不均匀而引起弯曲变形弯曲变形TT形梁焊接时，由于焊缝布置形梁焊接时，由于焊缝布置 不对称，不对称，焊缝纵向收缩后引起工件焊缝纵向收缩后引起工件 向焊缝一侧弯曲向焊缝一侧弯曲扭曲变形扭曲变形焊缝在横截面上布置不对称或焊缝在横截面上布置不对称或 工艺不合理，产生纵向扭曲变形。工艺不合理，产生纵向扭曲变形。波浪形变形波浪形变形薄板在焊接应力作用下，在薄板在焊接应力作用下，在厚度方向因丧失稳定性而引起波浪形变形厚度方向因丧失稳定性而

20、引起波浪形变形 （翘曲变形翘曲变形）焊接变形的防止与矫正焊接变形的防止与矫正1 1、防止焊接变形的措施、防止焊接变形的措施 （1 1）设计结构时，焊缝布置和坡口形）设计结构时，焊缝布置和坡口形式尽可能式尽可能对称对称，焊缝截面和长度，焊缝截面和长度尽可能小尽可能小，这样加热少，变形小。这样加热少，变形小。（2 2）焊前组装时采用）焊前组装时采用反变形法反变形法。（3 3）刚性固定法刚性固定法 利用利用夹具、胎具夹具、胎具等强制手段，以外力固等强制手段，以外力固定被焊工件来减小焊接变形，如图所示。定被焊工件来减小焊接变形，如图所示。该法能有效地该法能有效地减小焊接变形减小焊接变形，但会产生，但会

21、产生较大的焊接应力较大的焊接应力，故一般只用于塑性较好，故一般只用于塑性较好的低碳钢结构。的低碳钢结构。（4 4）采用合理的焊接顺序）采用合理的焊接顺序 1 1）尽量使焊缝能自由收缩，这样）尽量使焊缝能自由收缩，这样产生的残余应力较小。产生的残余应力较小。2 2）采用）采用分散对称焊分散对称焊工艺，长焊缝尽可能采用工艺，长焊缝尽可能采用分段分段 退焊退焊或或跳焊跳焊的方法进行焊接，这样加热的方法进行焊接，这样加热时间短时间短、温度低温度低且分布均匀，可减小焊接应力和变形且分布均匀，可减小焊接应力和变形分散对称的焊接顺序分散对称的焊接顺序 长焊缝的分段焊长焊缝的分段焊 a)a)退焊退焊 b)b)

22、跳焊跳焊分散布置焊缝分散布置焊缝a a）不合理）不合理 b b）合理）合理对称分布焊缝对称分布焊缝a a）不合理）不合理 b b）合理）合理 焊缝避开最大应力集中部位焊缝避开最大应力集中部位 a a）不合理）不合理 b b）合理）合理焊缝远离机械加工表面焊缝远离机械加工表面a a）不合理）不合理 b b）合理）合理2 2、矫正焊接变形的方法、矫正焊接变形的方法 基本原理是产生新变形抵消原来基本原理是产生新变形抵消原来的焊接变形。的焊接变形。1 1）机械矫正法）机械矫正法：用机械用机械加压或锤击加压或锤击的冷变形方的冷变形方法，产生塑性变形来矫正焊接变形。法，产生塑性变形来矫正焊接变形。适用于适

23、用于塑性较好、厚度不大塑性较好、厚度不大的焊件。的焊件。2 2）火焰矫正法）火焰矫正法：利用火焰局部加热后的：利用火焰局部加热后的冷却收缩，来抵消该部分已产生的伸长冷却收缩，来抵消该部分已产生的伸长变形。加热部位必须正确。变形。加热部位必须正确。焰加热矫正的加热温度一般为焰加热矫正的加热温度一般为600600800800。3 3、减少和消除焊接残余应力的措施、减少和消除焊接残余应力的措施 锤击焊缝锤击焊缝 焊后用圆头小锤对红热状态下的焊缝进行锤焊后用圆头小锤对红热状态下的焊缝进行锤击，可以延展焊缝，从而使焊接应力得到一定击，可以延展焊缝，从而使焊接应力得到一定的释放。的释放。焊前预热焊前预热

24、将焊件将焊件预热预热到到350350400400后再进行焊接，后再进行焊接，是一种减少焊接应力的有效方法。是一种减少焊接应力的有效方法。焊后热处理焊后热处理 去应力退火去应力退火加热温度为加热温度为550-650550-650，该方法，该方法 可消除残余应力的可消除残余应力的8080左右，是左右，是最常用最有效最常用最有效的方法。的方法。缺陷缺陷名称名称 示意图示意图 特征特征 产生原因产生原因 气气 孔孔 焊接时，熔池中的过饱和焊接时，熔池中的过饱和H、N以及冶金反应产生的以及冶金反应产生的CO，在熔池凝固时未能逸，在熔池凝固时未能逸出，在焊缝中形成的空穴出，在焊缝中形成的空穴 焊接材料不清

25、洁；弧长太长，保焊接材料不清洁；弧长太长，保护效果差；焊接规范不恰当，冷护效果差；焊接规范不恰当，冷速太快；焊前清理不当速太快；焊前清理不当 裂裂 纹纹 热裂纹：沿晶开裂，具有热裂纹：沿晶开裂，具有氧化色泽，多在焊缝上，焊氧化色泽，多在焊缝上，焊后立即开裂后立即开裂 冷裂纹：穿晶开裂，具有冷裂纹：穿晶开裂，具有金属光泽，多在热影响区，金属光泽，多在热影响区，有延时性，可发生在焊后任有延时性，可发生在焊后任何时刻何时刻 热裂纹：母材硫、磷含量高；焊热裂纹：母材硫、磷含量高；焊缝冷速太快，焊接应力大；焊接缝冷速太快，焊接应力大；焊接材料选择不当材料选择不当冷裂纹：母材淬硬倾向大；焊缝冷裂纹：母材淬

26、硬倾向大；焊缝含氢量高；焊接残余应力较大含氢量高；焊接残余应力较大 夹夹 渣渣 焊后残留在焊缝中的非金焊后残留在焊缝中的非金属夹杂物属夹杂物 焊道间的熔渣未清理干净；焊接焊道间的熔渣未清理干净；焊接电流太小、焊接速度太快；电流太小、焊接速度太快；操作不当操作不当 咬咬 边边 在焊缝和母材的交界处产在焊缝和母材的交界处产生的沟槽和凹陷生的沟槽和凹陷 焊条角度和摆动不正确；焊接电焊条角度和摆动不正确；焊接电流太大、电弧过长流太大、电弧过长 焊焊 瘤瘤 焊接时，熔化金属流淌到焊接时，熔化金属流淌到焊缝区之外的母材上所形成焊缝区之外的母材上所形成的金属瘤的金属瘤 焊接电流太大、电弧过长、焊接焊接电流太

27、大、电弧过长、焊接速度太慢；焊接位置和焊条不当速度太慢；焊接位置和焊条不当 未焊未焊透透 焊接接头的根部未完全熔焊接接头的根部未完全熔透透 焊接电流太小、焊接速度太快；焊接电流太小、焊接速度太快；坡口角度太小、间隙过窄、钝边坡口角度太小、间隙过窄、钝边太厚太厚 常常见见焊焊接接缺缺陷陷焊接裂纹焊接裂纹1 1热裂纹热裂纹（1 1）结晶裂纹）结晶裂纹焊缝区，结晶过程中形焊缝区，结晶过程中形成液化裂纹成液化裂纹热影响区，过热、晶间低热影响区，过热、晶间低熔点杂质熔化熔点杂质熔化 特征特征沿晶界开裂，又称晶间裂纹，沿晶界开裂，又称晶间裂纹，有氧化色彩有氧化色彩（2 2）产生原因）产生原因：晶间存在液态

28、薄膜：晶间存在液态薄膜 接头中存在拉应力接头中存在拉应力（3 3）防止）防止（冶金和力的因素）（冶金和力的因素）2冷裂纹冷裂纹（1 1）形态和特征）形态和特征 焊道下裂纹焊道下裂纹热影响区内形成（图热影响区内形成（图a a）焊趾裂纹焊趾裂纹应力集中的焊趾处，扩展应力集中的焊趾处，扩展 （图（图b b）焊根裂纹焊根裂纹焊缝根部形成（图焊缝根部形成（图c c）特征特征无分支，通常穿晶型，表面冷裂纹无分支，通常穿晶型，表面冷裂纹 无氧化色彩无氧化色彩最常见最常见延迟裂纹（延迟一段时间才发生）延迟裂纹（延迟一段时间才发生）延迟裂纹产生原因延迟裂纹产生原因 淬火倾向严重，导致接头脆化。淬火倾向严重，导致

29、接头脆化。含氢量较高，造成大的局部压力，含氢量较高，造成大的局部压力，使接头脆化。使接头脆化。存在较大的拉应力。因氢的扩散存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，故冷裂纹在焊后需延迟需要时间，故冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫的，也叫氢致裂纹氢致裂纹。气孔 在熔池液体金属冷却结晶时，在熔池液体金属冷却结晶时，原来高温下溶解在焊缝液体金属原来高温下溶解在焊缝液体金属中大量的气体，随温度的下降产中大量的气体，随温度的下降产生溶解度的降低而生溶解度的降低而析出析出。在焊缝快速冷却下，气体来不在焊缝快速冷却下，气体来不及逸出熔池表面，导致气孔产生。及

30、逸出熔池表面，导致气孔产生。种类：种类：氢气孔氢气孔熔池结晶时氢的溶解度急速熔池结晶时氢的溶解度急速 下降，析出氢气，产生氢气孔。下降，析出氢气，产生氢气孔。COCO气孔气孔当熔池氧化严重时，熔池存当熔池氧化严重时，熔池存 在较多的在较多的FeOFeO，在熔池温度下降时，在熔池温度下降时，FeO+C Fe+CO 若熔池已开始结晶，则若熔池已开始结晶，则COCO将来不及逸出。将来不及逸出。氮气孔氮气孔熔池保护不好时，空气中的氮溶熔池保护不好时，空气中的氮溶 入熔池而产生。入熔池而产生。防止气孔的方法：防止气孔的方法：焊条、焊剂要烘干，焊丝和焊缝焊条、焊剂要烘干，焊丝和焊缝坡口要清除锈、油和水。坡

31、口要清除锈、油和水。焊接时采用短弧焊，采用碱性焊条。焊接时采用短弧焊，采用碱性焊条。COCO2 2焊时，采用药芯焊丝。焊时，采用药芯焊丝。采用低碳材料都可减少和防止气孔采用低碳材料都可减少和防止气孔的产生。的产生。焊接检验焊接检验 保证焊接接头质量，防止有缺陷焊保证焊接接头质量，防止有缺陷焊缝投入使用缝投入使用一、焊接检验过程一、焊接检验过程 焊前检验、焊前检验、焊接生产中的检验焊接生产中的检验、焊后、焊后成品检验成品检验 外观检验外观检验 x x光检验，光检验，水压试验水压试验二、外观检验二、外观检验三、无损检验三、无损检验 磁粉检验磁粉检验 着色检验着色检验 超声波检验超声波检验 X X射

32、线、射线、射线检验射线检验四、力学性能试验四、力学性能试验 拉伸试验、冲击试验、弯曲及压扁拉伸试验、冲击试验、弯曲及压扁硬度、疲劳试验硬度、疲劳试验五、密封性检验五、密封性检验（容器或管道）（容器或管道）静气压试验静气压试验 煤油检验煤油检验 水压试验水压试验金属的焊接性金属的焊接性一、金属的焊接性的基本概念一、金属的焊接性的基本概念 指在一定的焊接工艺条件下，获得优指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。质焊接接头的难易程度。可焊性受可焊性受焊接材料、焊接方法、构件焊接材料、焊接方法、构件类型类型及及使用要求使用要求等四个方等四个方 面因素的影响。面因素的影响。它包含它包含工艺

33、焊接性工艺焊接性和和使用焊接性使用焊接性两方面两方面内容。内容。前者说明该金属材料能不能前者说明该金属材料能不能 焊接问题，焊接问题，后者说明焊接后能不能使用问题。后者说明焊接后能不能使用问题。l l）工艺焊接性）工艺焊接性 工艺焊接性是指在某一焊接工艺条件工艺焊接性是指在某一焊接工艺条件下，能得到下，能得到优质焊接接头优质焊接接头的能力。的能力。它不是金属材料所固有的性能，可随它不是金属材料所固有的性能，可随着着新的焊接方法、焊接材料新的焊接方法、焊接材料和和工艺措施工艺措施的不断出现及其完善而变化。的不断出现及其完善而变化。如如铝及铝合金铝及铝合金，若采用焊条电弧焊若采用焊条电弧焊或气焊时

34、，难以获得优质焊接接头，此或气焊时，难以获得优质焊接接头，此时该类金属的焊接性差，但改用时该类金属的焊接性差，但改用氩弧焊氩弧焊焊接，则焊接接头质量良好，此时的焊焊接，则焊接接头质量良好，此时的焊接性好。接性好。工艺焊接性可由工艺焊接性可由碳当量法碳当量法来判定：碳当量是来判定：碳当量是把钢中合金元素（包括碳）含量按其对淬硬、把钢中合金元素（包括碳）含量按其对淬硬、冷裂及脆化等的影响换算成碳的相当含量。它冷裂及脆化等的影响换算成碳的相当含量。它可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。碳当量计算公式为碳当量计算公式为 Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+

35、(Ni+Cu)/15(%)式中化学元素的含量均为百分数式中化学元素的含量均为百分数 CeqCeq0 04 4时，钢的工艺焊接性良好；时，钢的工艺焊接性良好；CeqCeq在在O O4 40 06 6时，工艺焊接性中等。时，工艺焊接性中等。CeqCeqo o6 6时，工艺焊接性较差。时，工艺焊接性较差。该法粗略，实际时要进行该法粗略，实际时要进行抗裂试验抗裂试验及焊接及焊接接头接头使用可焊性使用可焊性试验。试验。小型抗裂试验法小型抗裂试验法 能能定性评定定性评定不同拘束型式的接头不同拘束型式的接头产生产生裂缝裂缝的倾向。的倾向。常用试验方法：刚性固定对接试验法常用试验方法：刚性固定对接试验法 Y

36、Y形坡口试验法形坡口试验法 十字接头试验法十字接头试验法2）使用焊接性使用焊接性 指整个焊接接头或整体结构满足指整个焊接接头或整体结构满足技术条件规定的使用性能的程度。技术条件规定的使用性能的程度。其中包括其中包括力学性能、缺口敏感性力学性能、缺口敏感性及及耐腐蚀性能耐腐蚀性能等。等。碳钢的焊接碳钢的焊接一、低碳钢的焊接一、低碳钢的焊接 含碳量含碳量0.25%0.25%，塑性好，没有，塑性好，没有淬硬倾向，焊接性良好，无需特殊淬硬倾向，焊接性良好，无需特殊工艺措施，可用各种方法焊接。工艺措施，可用各种方法焊接。常用常用手弧焊、埋弧焊、电渣焊、手弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊、电阻焊。气体保护

37、焊、电阻焊。二、中、高碳钢焊接二、中、高碳钢焊接 含含C C量量0.250.25 0.6%0.6%，焊接性（随，焊接性（随CC）逐渐变差，实际生产中，主）逐渐变差，实际生产中，主要用于焊接各种要用于焊接各种中碳钢中碳钢的铸钢件的铸钢件与锻件。与锻件。l中碳钢焊接特点中碳钢焊接特点：热影响区易产生：热影响区易产生 淬硬组织和冷裂缝淬硬组织和冷裂缝 焊缝金属热裂缝倾向较大焊缝金属热裂缝倾向较大l中碳钢一般采用中碳钢一般采用手弧焊手弧焊，厚件可考，厚件可考虑虑电渣焊电渣焊；l高碳钢高碳钢焊接特点与中碳钢相似，焊焊接特点与中碳钢相似，焊接性更差，一般只限于修补工作。接性更差，一般只限于修补工作。合金结

38、构钢的焊接合金结构钢的焊接 机制用合金结构钢机制用合金结构钢一般一般轧制、锻制轧制、锻制、焊接较少焊接较少 普通低合金结构钢普通低合金结构钢多用（低合金钢）多用（低合金钢）l低合金钢焊接特点：低合金钢焊接特点：热影响区的淬硬倾向热影响区的淬硬倾向 焊接接头的裂纹倾向焊接接头的裂纹倾向冷裂纹倾向大冷裂纹倾向大冷裂纹影响因素：冷裂纹影响因素：焊缝、热影响区含焊缝、热影响区含H H；（最重要）（最重要）热影响区淬硬程度；热影响区淬硬程度；接头应力大小接头应力大小 多为延迟裂纹多为延迟裂纹铸铁的焊补铸铁的焊补 含含C C量高，组织不均匀、塑性很量高，组织不均匀、塑性很低低焊接性很差（焊补）焊接性很差（

39、焊补）焊接特点焊接特点：熔合区易产生白口组织：熔合区易产生白口组织 易产生裂缝易产生裂缝 易产生气孔易产生气孔一般采用一般采用气焊，手弧焊气焊，手弧焊进行焊补铸铁件：进行焊补铸铁件：热焊法热焊法焊前将铸铁工件整体或局部焊前将铸铁工件整体或局部预热到预热到600600700700，焊后缓慢冷却的，焊后缓慢冷却的工艺。工艺。冷焊法冷焊法焊补之前，工件不预热或只焊补之前，工件不预热或只进行进行400400以下以下低温预热的焊补方法。低温预热的焊补方法。冷焊法一般是用手工电弧焊进行焊补冷焊法一般是用手工电弧焊进行焊补 非铁金属的焊接非铁金属的焊接一铜及铜合金的焊接一铜及铜合金的焊接 比低碳钢困难得多，原因：比低碳钢困难得多，原因：焊接法焊接法氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊二铝及铝合金的焊接二铝及铝合金的焊接 也较困难，焊接特点：也较困难，焊接特点：焊接法焊接法氩弧焊、气焊、点焊、缝焊、氩弧焊、气焊、点焊、缝焊、钎焊钎焊异种金属的焊接异种金属的焊接 比同种金属困难比同种金属困难 也有熔焊、压焊、钎焊也有熔焊、压焊、钎焊 熔焊熔焊较多应用电子束焊、激较多应用电子束焊、激光焊、等离子弧焊。光焊、等离子弧焊。压焊压焊闪光焊、摩擦焊闪光焊、摩擦焊